Procédé pour améliorer les combustibles solides. La présente invention se rapporte à un procédé pour améliorer les combustibles so lides, naturels ou artificiels, tels que par exemple la houille, de coke, le lignite, la tourbe, les agglomérés. Ce procédé est carac térisé en ce qu'à un combustible solide on ajoute un mélange comportant, d'une part, un catalyseur contenant au moins un métal susceptible de former des oxydes à divers de grés d'oxydation et tel qu'il ne donne pas naissance à la température du foyer à des sub stances corrosives, d'autre part, un promoteur contenant au moins un composé d'un métal dont l'oxyde n'est pas réductible par l'hydro gène.
Le procédé selon l'invention a pour but d'améliorer sensiblement tous les facteurs qui concourent à un meilleur rendement calori que: proportion plus. élevée de C02 dans les gaz de la combustion, diminution notable de la quantité d'air à introduire dans le foyer et, partant, diminution du refroidissement dû à l'introduction de cet air, diminution de la proportion des imbrûlés dans les mâchefers et enfin diminution considérable des fumées.
Le mélange catalyseur que l'on ajoute au combustible peut être introduit soit à l'état sec pulvérisé, soit sous forme d'une solution au d'une dispersion aqueuse ou non. Cette addition peut être effectuée à tout moment avant ou au début de la combustion. Le mé lange peut être ajouté au combustible avant le traitement de celui-ci pour la production d'agglomérés ou avant de les, soumettre à une distillation à haute ou à basse température.
Il peut être ajouté à sec à température éle vée à un liant qui sera ensuite utilisé pour la préparation d'agglomérés.
Parmi les métaux employés de préférence dans le catalyseur proprement dit, seuls ou mélangés, peuvent figurer le fer, le chrome et le manganèse. Parmi les radicaux électro- négatifs susceptibles de figurer dans le cata lyseur proprement dit, on peut utiliser ceux des sulfates et persulfates, les carbonates et bicarbonates, les borates et perborates, les chromates et bichromates, les manganates et permanganates. Les éléments amphotères tels que le chrome et le manganèse peuvent être employés de préférence.
Le catalyseur doit être constitué de telle façon qu'à la tempé rature du foyer il ne donne lieu à la présence d'aucune substance, solide ou fluide, suscep tible d'exercer une action corrosive sur les pièces du foyer et les éléments de chaudière soumis aux fumées.
Comme promoteurs, on peut employer. seuls ou mélangés, les composés, oxydes ou sels décomposables en oxydes irréductibles des métaux alcalins et alcalino-terreux, de magnésium, d'aluminium.
L'inventeur a constaté une activation sen sible du processus catalytique en employant un mélange intime de plusieurs des composés énoncés ci-dessus. Il a également constaté qu'il était préférable que les composés cataly seurs et promoteurs se trouvent dans le mé lange non sous forme d'oxydes, mais sous forme de sels ou de métallates qui ne se dé composent en oxydes qu'au moment de la combustion.
On peut donc préparer facilement le mé lange catalyseur en dissolvant ou en mettant en suspension à chaud les sels ou métallates choisis dans de l'eau, en évaporant la solution à siccité ou jusqu'à consistance sirupeuse et en séchant la masse à l'étuve sans dépasser la température de décomposition des compo sants ou en séparant d'une partie des eaux mères par filtration, essorage, etc. un préci pité formé et en le séchant à l'étuve.
Certains des éléments susceptibles de faire partie du mélange catalyseur pouvant aussi jouer le rôle, peu désirable, de fondant des cendres du combustible, il est opportun de choisir suivant le point de fusion des cen dres du combustible à améliorer les propor tions et le genre des composants du mélange. En choisissant convenablement ces compo sants et surtout ceux qui jouent le rôle de promoteurs, en évitant par exemple les com posés alcalins et en augmentant les propor tions de composés alcalino-terreux, de magné sium ou d'aluminium, on peut même agir dans un sens favorable sur la fusibilité des cendres en obtenant mne élévation de leur point de fusion.
Les proportions de mélange catalyseur à ajouter au combustible pour l'améliorer va rient suivant le combustible et suivant le mode d'utilisation de celui-ci. En général, cette proportion est assez minime et varie de 500 gr à 2 kg par tonne de combustible.
A titre d'exemples, on donnera ci-après deux compositions possibles de mélanges ca talyseurs applicables au procédé selon l'in vention, la première convenant pour des com bustibles ayant des cendres à point de fusion élevé, la seconde destinée à un combustible ayant un point de fusion des cendres rela tivement bas.
Exemple 1: Dans 50 litres d'eau portée à une tempé rature voisine de l'ébullition. on fait dissou dre successivement: 18 kg sulfate de potasse, 10 hg sulfate de soude. 10 kg acide borique.
12 lig bichromate de sonde, 2 kg carbonate de soude, 12 kg sulfate de fer.
12 kg :sulfate de magnésie. 121A kg sulfate de manganèse. On continue ii chauffer doucement; la mousse formée disparaît peu à peu en agitant; par évaporation, la solution laisse déposer un précipité. jaune clair; on évapore jusqu'à sic cité, tout: en agitant pour éviter les sur chauffes. 3 consistance très sirupeuse. on passe le produit dans une étuve où on le sèche à, 100-150 C. Le produit refroidi et pul vérisé est ensuite dispersé dans de l'eau et ajouté au combustible ;i, améliorer à. raison de 600 gr de produit sec par tonne.
Ce mé lange catalyseur convient particulièrement pour les charbons gras et les agglomérés.
Exemple <I>2:</I> Dans 50 litres d'eau portée à une tempé rature voisine de l'ébullition, on dissout ou mélange successivement: 10 kg carbonate de fer, 15 kg bichromate d'ammoniaque, 1,5 kg carbonate de magnésie, 1,5 kg sulfate d'aluminium, 2,5 kg sulfate de manganèse, 10 kg d'acide borique.
Le mélange est ensuite traité comme pour l'exemple 1, c'est-à-dire chauffé, évaporé, séché, pulvérisé et dispersé dans l'eau. Il con vient pour des combustibles à cendres facile ment fusibles et peut être ajouté à raison de 1200 gr par tonne.
Process for improving solid fuels. The present invention relates to a process for improving solid fuels, natural or artificial, such as for example hard coal, coke, lignite, peat or agglomerates. This process is charac terized in that to a solid fuel is added a mixture comprising, on the one hand, a catalyst containing at least one metal capable of forming oxides at various oxidation levels and such that it does not give corrosive substances do not arise at the temperature of the hearth, on the other hand, a promoter containing at least one compound of a metal, the oxide of which is not reducible by hydrogen.
The object of the process according to the invention is to substantially improve all the factors which contribute to a better calorific yield than: proportion plus. high C02 in the combustion gases, significant decrease in the quantity of air to be introduced into the hearth and, consequently, decrease in cooling due to the introduction of this air, decrease in the proportion of unburnt material in the bottom ash and finally considerable reduction in smoke.
The catalyst mixture which is added to the fuel can be introduced either in the pulverized dry state, or in the form of a solution of an aqueous dispersion or not. This addition can be done at any time before or at the start of combustion. The mixture can be added to the fuel before the treatment of the latter for the production of agglomerates or before subjecting them to high or low temperature distillation.
It can be added dry at high temperature to a binder which will then be used for the preparation of agglomerates.
Among the metals preferably employed in the catalyst itself, alone or mixed, may be included iron, chromium and manganese. Among the electro-negative radicals capable of appearing in the catalytic converter proper, it is possible to use those of the sulphates and persulphates, the carbonates and bicarbonates, the borates and perborates, the chromates and dichromates, the manganates and permanganates. Amphoteric elements such as chromium and manganese can preferably be used.
The catalyst must be formed in such a way that at the temperature of the hearth it does not give rise to the presence of any substance, solid or fluid, liable to exert a corrosive action on the parts of the hearth and the boiler elements. subjected to fumes.
As promoters, one can use. alone or mixed, the compounds, oxides or salts which can be decomposed into irreducible oxides of the alkali and alkaline earth metals, of magnesium, of aluminum.
The inventor has observed a substantial activation of the catalytic process by employing an intimate mixture of several of the compounds mentioned above. He also found that it was preferable that the catalyst and promoter compounds are in the mixture not in the form of oxides, but in the form of salts or metallates which do not decompose into oxides until the moment of mixing. combustion.
The catalyst mixture can therefore be easily prepared by dissolving or suspending the selected salts or metallates under hot conditions in water, by evaporating the solution to dryness or to syrupy consistency and by drying the mass in an oven. without exceeding the decomposition temperature of the components or by separating part of the mother liquor by filtration, dewatering, etc. a precipitate formed and drying in an oven.
Since some of the elements likely to form part of the catalyst mixture can also play the undesirable role of melting the ash of the fuel, it is advisable to choose according to the melting point of the ash of the fuel to improve the proportions and the type of fuel. components of the mixture. By suitably choosing these components and especially those which play the role of promoters, for example by avoiding alkaline compounds and by increasing the proportions of alkaline earth compounds, magnesium or aluminum, it is even possible to act in a favorable sense on the fusibility of the ashes by obtaining a rise in their melting point.
The proportions of catalyst mixture to be added to the fuel in order to improve it will vary according to the fuel and according to the mode of use thereof. In general, this proportion is quite small and varies from 500 gr to 2 kg per tonne of fuel.
By way of examples, two possible compositions of catalyst mixtures applicable to the process according to the invention will be given below, the first suitable for fuels having high melting point ash, the second intended for a fuel having a high melting point. a relatively low ash melting point.
Example 1: In 50 liters of water brought to a temperature close to boiling. one dissolves successively: 18 kg sulphate of potash, 10 hg sulphate of soda. 10 kg boric acid.
12 probe dichromate lig, 2 kg sodium carbonate, 12 kg iron sulphate.
12 kg: magnesia sulphate. 121A kg manganese sulfate. We continue to heat gently; the foam formed gradually disappears while stirring; by evaporation, the solution leaves a precipitate to deposit. pale yellow; evaporate to dryness, while stirring to avoid overheating. 3 very syrupy consistency. the product is passed into an oven where it is dried at 100-150 C. The cooled and pulverized product is then dispersed in water and added to the fuel; i, improve at. rate of 600 gr of dry product per ton.
This catalyst mixture is particularly suitable for fatty charcoals and agglomerates.
Example <I> 2: </I> In 50 liters of water brought to a temperature close to boiling, the following are dissolved or mixed successively: 10 kg iron carbonate, 15 kg ammonia dichromate, 1.5 kg magnesia carbonate, 1.5 kg aluminum sulfate, 2.5 kg manganese sulfate, 10 kg boric acid.
The mixture is then treated as for Example 1, that is to say heated, evaporated, dried, pulverized and dispersed in water. It is suitable for easily fusible ash fuels and can be added at the rate of 1200 g per ton.